专利名称：以调制光束感测影像的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明系有关于一种以调制光束感测影像的方法特别是有关于消除背景光、提升侦测微弱待测物影像讯号的讯躁比以调制光束感测影像的方法及其装置。
然而，此影像感测器接收连续光谱，包括背景光与杂光等等。因此，当连续光谱中存在着微弱待测的光谱时，此微弱光谱转换成的微弱影像讯号易被背景光及杂光产生的影像讯号埋藏而不被发现。因而，无法侦测微弱的待测物的光学影像。
根据上述目的，本发明的以调制光束感测影像的方法，包括下列步骤利用一调制频率调制一光源产生上述调制光束；上述调制光束照射于一待测物上产生一调制光讯号后，由一影像感测元件读取上述调制光讯号，并转换成一交流影像讯号；以及，由一交流/直流转换电路，根据上述调制频率将交流影像讯号转换成直流影像讯号输出。
根据上述目的，本发明提出一种以调制光束感测影像的装置，其包括一调制光源，以一调制频率产生上述调制光束，且此调制光束照射于一待测物后，产生一调制光讯号；以及一影像感测元件，具有一交流/直流转换电路，其读取上述调制光讯号后，由此交流/直流转换电路将一交流影像讯号转换成一直流影像讯号输出。
本发明的一特征在于，以一调制频率产生上述调制光束照射待测物。
本发明的另一特征在于，根据上述调制光束的调制频率将影像感测元件读取的交流影像讯号转换成直流影像讯号输出。
本发明的再一特征在于，上述交流/直流转换电路系一减法器。
本发明的一优点在于，利用减法器消除交流影像讯号中的杂讯与干扰。进一步，可提升感测影像的噪讯比。因此，可以侦测埋藏在背景光及杂光中的微弱的待测光学影像。
图2系概要地显示以调制光束感测影像的装置。
图3A与图3B系分别概要地显示光束通过光调制装置前、后的时序。
图4系概要地显示影像感测元件内的电路方块图。图号说明1一光源 2一光学透镜3一光调制装置4一待测物5一光学成像模组 6一影像感测元件 7一像素8一感光元件 9一交流/直流转换电路10一积分电路 11一监视装置 12一调制光源 13一同步讯号
15一前级放大器 16一带通滤波器 17一后级放大器 18一放大电路19一减法器 20一积分电路21一直流放大器 a一光束b一调制光束 c一调制光讯号 d、d′一交流影像讯号e一直流影像讯号图2系概要地显示以调制光束感测影像的装置。
如图2所示，此装置包括一调制光源12以及一影像感测元件6。此调制光源12可包括一光源1及一光调制装置3。当光源1发出一光束a后，光束通过光调制装置3产生一调制光束b；其中，此调制光束b以一调制频率fM明、暗出现。如图3A与图3B所示，其分别显示光束通过光调制装置前、后的时序。此光调制装置3可使用光遮断器旋转调制盘，以一调制频率fM旋转，产生具有调制频率fM的调制光束b；此外，光调制装置3亦可以使用一液晶板，以产生调制光束b的调制频率控制液晶光阀的开、闭，产生具有调制频率fM的调制光束。影像感测元件6具有复数像素7，且每一像素7皆具有一感光元件8、一放大电路(未显示)及一交流/直流换电路9。
如图2所示，调制频率fM的调制光束b照射于一待测物品4上，并且调制光束b与待测物4作用产生一调制光讯号c。此调制光讯号c由一光学成像模组5入射于影像感测元件6的单一像素7上。此外，光调制装置3亦提供与调制光束b相同频率的同步讯号13至影像感测元件6。影像威测元件6的像素7亦根据调制频率读取调制光讯号c。
图4系概要地显示影像感测元件内的电路方块图。如图4所示，影像感测元件的每一像素皆具有一感光元件8、一放大电路18及一交流/直流转换电路19；其中，放大电路18更包括一前级放大器15、一带通滤波器16以及一后级放大器17。当调制光讯号入射感光元件8后，感光元件8产生一交流影像讯号d。由前级放大器15将交流影像讯号d放大后，通过带通滤波器16，将特定频率的交流影像讯号d′萃取出来，并将带通频率外的讯号移除接着，由后级放大器17再将交流影像讯号d′放大。放大后的交流影像讯号d′接着通过一交流/直流转换电路19，例如一减法器；此减法器根据来自光调制装置3的调制频率13，将交流影像讯号d′的波峰与波谷相减而输出一直流影像讯号e。于本发明的实施例中，由此减法器19将交流影像讯号d′的波峰与波谷相减可消除杂光讯号及内部电路干扰。
最后，直流影像讯号e通过一积分电路20，此积分电路20将固定时间内的直流影像讯号e堆积；接着，由直流放大器21将直流影像讯号e放大后输出至外部的监视装置11。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上。然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定为准。
权利要求
1.一种以调制光束感测影像的方法，其特征在于，包括下列步骤将调制光束照射于一待测物上并产生一调制光讯号；上述调制光讯号入射一感光元件，且该感光元件将上述调制光讯号转换成一交流影像讯号；以及上述交流影像讯号通过一交流/直流转换电路，且该交流/直流转换电路根据上述调制光束的调制频率，将交流影像讯号转换并输出一直流影像讯号。
2.如权利要求1所述的以调制光束感测影像的方法，其特征在于，包括下列步骤由一前级放大器将来自感光元件的交流影像讯号放大；由一带通滤波器将来自前级放大器的交流影像讯号的特定频率输出至一后级放大器，并将交流影像讯号的带通频率外的讯号移除；以及由上述后级放大器将来自上述带通滤波器的特定频率的交流影像讯号再放大，并传输至上述交流/直流转换电路。
3.如权利要求1所述的以调制光束感测影像的方法，其特征在于，包括下列步骤由一积分电路于固定时间内的堆积上述直流影像讯号；以及由一直流放大器将来自积分电路的直流影像讯号放大后输出至一监视装置。
4.如权利要求1所述的以调制光束感测影像的方法，其特征在于，包括下列步骤以一光源发出一光束；以及上述光束通过一光调制装置产生一调制光束，其中该调制光束以一调制频率明、暗出现。
5.如权利要求1所述的以调制光束感测影像的方法，其特征在于，其中上述交流/直流转换电路系一减法器。
6.如权利要求4所述的以调制光束感测影像的方法，其特征在于，其中上述光调制装置系选择自下列所组成的族群一光遮断器旋转调制盘及一液晶板。
7.一种以调制光束感测影像的装置，其特征在于，包括一调制光源，以一调制频率发射出一调制光束，且该调制光束照射于一待测物后产生一调制光讯号；以及一影像感测元件，具有一交流/直流转换电路，该影像感测元件读取上述调制光讯号后转换成一交流影像讯号，并根据上述调制光源的调制频率将该交流影像讯号转换成一直流影像讯号输出。
8.如权利要求7所述的以调制光束感测影像的装置，其特征在于，其中上述调制光源包括一光源，发出一光束；一光调制装置，以一调制频率将通过该光调制装置的光束转换成上述调制光束。
9.如权利要求8所述的以调制光束感测影像的装置，其特征在于，其中上述先调制装置系选择自下列所组成的族群一光遮断器旋转调制盘及一液晶板。
10.如权利要求7所述的以调制光束感测影像的装置，其特征在于，其中上述影像感测元件包括一感测元件，读取上述调制光讯号并输出上述交流影像讯号；一前级放大器，放大来自上述感测元件的交流影像讯号；一带通滤波器，将来自上述前级放大器的交流影像讯号的特定频率输出，并将带通频率的讯号移除；一后级放大器，放大来自上述带通滤波器的交流影像讯号；以及一交流/直流切换电路，才跟据上述调制光源的调制频率，将上述交流影像讯号转换成一直流影像讯号。
11.如权利要求10所述的以调制光束感测影像的装置，其特征在于，其中上述交流/直流转换电路系一减法器，其根据上述调制光源的调制频率将上述交流影像讯号的波峰与波谷相减而输出上述直流影像讯号。
12.如权利要求10所述的以调制光束感测影像的装置，其特征在于，更包括一积分电路，于固定时间内的堆积来自上述交流/直流转换电路的上述直流影像讯号；以及一直流放大器，将来自上述积分电路的直流影像讯号放大后输出至一监视装置。
全文摘要
一种以调制光束感测影像的方法，其包括下列步骤将调制光束照射于一待测物上并产生一调制光讯号；上述调制光讯号入射一感光元件，且该感光元件将上述调制光讯号转换成一交流影像讯号；以及上述交流影像讯号通过一交流/直流转换电路，且该交流/直流转换电路根据上述调制光束的调制频率，将交流影像讯号转换并输出一直流影像讯号。由此方法可有效防止环境光的干扰及系统的电子杂讯。
文档编号H04N5/30GK1429015SQ0114483
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月27日 优先权日2001年12月27日
发明者林耀明, 叶迎春, 纪智伟, 王浩伟 申请人:财团法人工业技术研究院